Što su surfaktanti?

Tenzidi (surfaktanti, površinski aktivne tvari) su jedna od najvažnijih skupina sirovina u proizvodnji preparativne kozmetike. U proizvodima su prisutni obavljajući veliki broj različitih funkcija, a ono što je posebno zanimljivo jest činjenica kako oni mogu biti djelatna tvar u proizvodu, ali i pomoćna tvar koja proizvod čini prihvatljivijim potrošaču. Naša Lucija Božičević odgovara na pitanje – što su uopće surfaktanti?

Riječ surfaktant potječe od izraza na engleskom jeziku – surface active agent koji označava upravo površinski aktivnu tvar. Površina na kojoj surfaktanti djeluju je površina na kojoj se dotiču dvije faze pripravka koje se ne miješaju. Najčešće govorimo o uljnoj i vodenoj fazi. Kao što je poznato, ulje se nikad neće pomiješati s vodom, a razlog tome je što je ulje (kao i sve ostale sirovine slične njemu) nepolarno, dok je voda polarna tvar. Valja imati na umu kako se slično miješa sa sličnim, odnosno dvije polarne tvari će se pomiješati, dvije nepolarne također, ali polarna i nepolarna nikada samostalno. I upravo tu na scenu stupaju surfaktanti, koji u svojoj strukturi sadrže i polarni (hidrofilni, „voli vodu“) i nepolarni (hidrofobni, „voli mast“) dio. Zbog takve se strukture molekule surfaktanata „poredaju“ duž površine na kojoj se dvije faze dotiču te smanjuju površinsku napetost i omogućuju „miješanje“ dviju faza. Možda ste se upravo zapitali, zašto je miješanje stavljeno pod navodnike?

Odgovor je jednostavan, zato što protiv određenih prirodnih načela ne možemo. Isto tako, ne možemo niti magično umiješati uljne i vodene faze koje se inače ne miješaju. Ono što se zapravo dogodi jest to da se molekule surfaktanta orijentiraju tako da su njihovi hidrofobni repovi (najčešće dulji ravni lanci ugljikovih atoma) orijentirani prema uljnoj, a hidrofilne glave (najčešće male polarne skupine) prema vodenoj fazi. U većini kozmetičkim proizvoda takvom orijentacijom molekula surfaktanta nastaju micele. Najjednostavnije rečeno, micele su kuglice čiji je vanjski omotač sloj surfaktanta pri čemu se u unutrašnjosti te kuglice nalazi uljna faza, a u njezinu vanjskom okolišu vodena faza. Situacija, naravno, može biti i obrnuta, ovisno o sastavu proizvoda. U tom slučaju su hidrofilni dijelovi orijentirani prema unutrašnjosti micele u kojoj se nalazi vodena faza, a hidrofobni repovi prema okolišu micele koji je uljna faza.

Emulgacija je najpoznatija, ali nipošto nije jedina uloga surfaktanata koja doprinosi izgledu i ugodnijem iskustvu pri korištenju proizvoda. Vrlo slična emulgaciji je i solubilizacija. Proces solubilizacije uklonit će zamućenje uzrokovano nepotpunim otapanjem određene komponente te će time učiniti određeni proizvod primamljivijim oku. Surfaktanti se često koriste i kao tvari koje će poboljšati razmazivost pripravka jer djeluju kao „sredstva za močenje“, odnosno smanjuju kut između dodirnih površina kože/kose te kapljice pripravka i time povećavaju dodirne površine. Manje je poznata činjenica kako se koriste i u šamponima te gelovima za tuširanje kako bi proizvod imao pearl finish, odnosno bisernu refleksiju. Takav izgled daju oni surfaktanti koji se umiješaju u pripravak, ali im čestice ostanu dovoljno velike da mogu reflektirati svjetlost. S obzirom na to da su micele vrlo često strukture koje nose naboj zahvaljujući tome što su hidrofilne glave surfaktanata pozitivno ili negativno nabijene, lako je manipulirati gustoćom pripravka koji iste sadrži. Ukoliko su sve micele u pripravku identično nabijene (što najčešće jesu), one će se međusobno „odbijati“ te će pripravak biti rjeđi. Dodatkom određenih soli moguće je taj naboj neutralizirati te će se micele međusobno približiti, a proizvod će postati gušći. Ne treba zanemariti niti ulogu surfaktanata kao antimikrobnih agensa. S obzirom na to da su strukturom slični fosfolipidnom sloju membrana bakterija, mogu istu razoriti i na taj način osigurati mikrobiološku stabilnost pripravka.

Uz navedene uloge koje utječu na estetiku proizvoda, nije rijetko ni da surfaktanti imaju funkcionalnu ulogu u pripravku. Najčešće je to slučaj kod šampona i regeneratora za kosu, gelova za tuširanje, proizvoda za uklanjanje šminke te gelovima za čišćenje lica. Površinski aktivne tvari u tom slučaju djeluju kao detergenti. Većina „prljavštine“ na našem tijelu koju želimo ukloniti sastoji se od lipidnog („masnog“) sloja koji luče naše žlijezde lojnice te od kruti čestica iz okoline koje se za našu kožu ili kosu hvataju slabim privlačnim silama. Potonje navedene nečistoće većim će dijelom ukloniti sama voda, ali lipidni sloj ima tendenciju zadržavati se na koži ili kosi. Surfaktanti će u tom slučaju na već ranije opisan način „okružiti“ te lipidne strukture i „zarobiti“ ih u strukture koje će voda vezati s vanjske strane i ukloniti s vaše kose ili kože. Osim svojstava čišćenja, svaki surfaktant opisan je svojstvima pjenjenja. Mjehurići zraka zarobljeni u tankom sloju tekućine zapravo su glavni „sastojak“ pjene, a surfaktanti djeluju na granici tih dvaju faza sprječavajući „pucanje“ tankog sloja tekućine.

Četiri su glavne skupine surfaktanata, a tvari u u njih svrstane prema naboju koji nose. Anionske površinski aktivne tvari negativno su nabijene, a poznate su kao jedni od najboljih čistača i emulgatora. Natrijev laurilsulfat (SLS) jedan je od predstavnika skupine, a anionski surfaktanti nose stigmu iritirajućih komponenti. Iritabilni potencijal postoji, zbog čega se korištenje sulfata u proizvodima danas svelo na minimum.

Kationski emulgatori suprotni su anionskima, odnosno pozitivnog su naboja. Najčešće se koriste kao sredstva koja njeguju i regeneriraju (primjerice u regeneratorima za kosu) jer se zbog svojeg pozitivnog naboja mogu vezati na negativno nabijene proteinske strukture i zaglađuju kosu zbog čega ona izgleda zdravo. Najčešće su to razni spojevi dušika, a rijetko se koriste na koži jer mogu iritirati istu.

Neionski surfaktanti (nemaju naboj) te amfoterni surfaktanti (ovisno o pH pripravka mogu biti pozitivno ili negativno nabijeni) najčešće se koriste u proizvodima za osjetljivu kožu ili nježnim čistačima za lice zahvaljujući činjenici kako posjeduju najmanji, a moglo bi se reći i zanemariv iritabilni potencijal. Neionske surfaktante često karakterizira veliki broj polarnih –OH skupina vezanih na duge lance, zbog čega se češće koriste kao solubilizatori, ali mogu se koristiti i kao sredstva za čišćenje kod nježnih pripravaka poput dječjih šampona ili gelova za umivanje za osjetljivu kožu. Amfoterni surfaktanti često se koriste kao sekundarni detergenti zbog dobrih svojstava stvaranja pjene, ali u nježnijim pripravcima preuzimaju ulogu primarnog detergenta jer imaju zadovoljavajuća svojstva čišćenja.

Iako su u posljednje vrijeme dobili status „loše“ i „opasne“ sirovine u kozmetičkim pripravcima, surfaktanti su više nego korisni, a pravilnim odabirom te upotrebom istih i bezazleni. U pripravcima se najčešće koriste kombinacije različitih surfaktanata, a udio pojedine skupine ovisit će o ciljanoj skupini potrošača, odnosno tipu kože za koji je isti namijenjen.

LITERATURA:

  1. Rieger MM et al. Surfactants in cosmetics. New York, Marcel Dekker Inc., 1997
  2. What are surfactants? A Formulators Guide. 2017., https://chemistscorner.com/what-are-surfactants-a-formulators-guide/?fbclid=IwAR3j962z0aFNB7JiysNuZcq_fzUk4HL4tnd_dzv1SQtwdqOcdpXEix2tJy0, pristupljeno 16. 7. 2019.
  3. Types of surfactants in cosmetics. 2017., https://chemistscorner.com/types-of-surfactants-in-cosmetics/?fbclid=IwAR3VdxQkL9oIibwMi49OGrLSIoPh7uIaPukdgfdDi9JLwkUHwyAf2sBCAss, pristupljeno 17. 7. 2019.
  4. 10 Things Surfactants Do In Cosmetics. 2017., https://chemistscorner.com/10-things-surfactants-do-in-cosmetics/?fbclid=IwAR3BTEnzlzetFCAUoMPAx5SLYPH9i_5ZDqSyszlPpzkQowhkt3wViA0wMgM, pristupljeno 16. 7. 2019.